紫峰大厦幕墙玻璃坠落事故分析.doc

建筑工程质量事故分析课 程 论 文 姓 名：_ 班 级：_学 号：_ 成 绩：_ 年 月 日紫峰大厦幕墙玻璃坠落事故分析（Accident analysis of falling zifengtower glass curtain wall）摘 要: 按照极限承载状态设计的幕墙玻璃粘接结构，在非极限条件发生脱胶坠落，表明结构设计或粘接施工环节出了问题。本文分析了玻璃脱胶的原因，对玻璃幕墙可靠性的监测提出一些建议。In accordance with the limit bearing capacity of the design of the curtain wall glass bonding structure in the non limiting conditions of the occurrence of the fall, indicating that the structural design or bonding construction link out of the problem. This paper analyzes the reasons of the glass, and puts forward some suggestions on the reliability of the glass curtain wall.关键词: 幕墙 玻璃 粘接 坠落 分析 Curtain glass splice fall analysis参考文献：建筑建材装饰2016年2月第4期 建筑工程事故分析与处理江见鲸第三版 中国期刊网1. 前言 早期不少人对建筑玻璃粘接的安全性质疑，甚至将玻璃幕墙比喻成城市空中的定时炸弹，从而引起对幕墙结构粘接材料及施工管理的重视。多年来幕墙玻璃坠落罕见归因于脱胶，多见于钢化玻璃自爆的“玻璃雨”。近年来开始耳闻有玻璃脱胶坠落事故，感受到整片玻璃坠落飘逸产生的远大于“玻璃雨”的破坏力，观察到粘接设计及制造缺陷对玻璃幕墙安全性的危害，目前这些问题在既有建筑上较为突出，而新建幕墙也所见，其中问题尤为突出的是隐框中空玻璃幕墙。幕墙玻璃粘接结构选材及粘接节点承载面积尺寸的设定是依据极限承载状态设计，在非极限承载状态玻璃脱胶，原因多与幕墙设计、施工和维护不当有关联。由于忧虑幕墙玻璃坠落事故曝光可能产生的社会影响，一般业主会迅速更换玻璃，然而遗留的忧虑是同结构上是否还会有第二块玻璃坠落？负责任的业主会寻求专业人员的技术支持，查找原因，制定对策，但一些顾虑过重的业主大多忌于信息扩散而未予深究，类似的事例在幕墙工程评标及技术交流活动中多有所闻，但具体可接触到的脱胶事例不多。本文仅结合接触到的实例分析玻璃脱胶的原因，对玻璃幕墙可靠性监测提出一些建议，供主管部门和业内参考。2.幕墙中空玻璃粘接尺寸过小难以安全持久承载幕墙玻璃破裂的部分像一个三角的形状，大约有两平方米左右。15.12.29，位于鼓楼广场附近的紫峰大厦一块玻璃幕墙碎裂坠落，所幸坠落地点是一个水池，没有造成人员伤亡。当天上午10点半，记者在紫峰大厦旁看到了破碎的玻璃幕墙，幕墙位于紫峰大厦6楼朝南，中间破裂的部分形成了一个类似三角的形状，大约有两平方米左右。观察建筑物幕墙的其他中空玻璃，可见粘接尺寸相同并发现有局部脱胶迹象。 开启窗中空玻璃外观及坠落的外片玻璃碎片粘接尺寸测量结果 开启窗中空玻璃的外片玻璃坠落原因分析： JGJ 102 规定隐框幕墙中空玻璃粘接应采用硅酮结构密封胶，粘接尺寸按极限承载状态设计，粘接宽度 Cs 应按给定条件的计算结果取值。经核算（计算过程略，下同），该建筑幕墙在无支撑状态玻璃自重荷载作用下结构胶粘接宽度 Cs 按应大于 9.4mm；在风荷载作用下粘接宽度 Cs 至少应取 10.5mm。而该幕墙玻璃粘接宽度仅 5mm，比计算的安全取值少了一半，所以粘接节点承载能力严重不足是玻璃坠落的主因； 该幕墙中空玻璃粘接厚度为 6mm，当玻璃温差位移时为保证结构胶伸缩变形不产生大于强度设计值的应力，选用的结构胶的变位能力（值）必须适度。该建筑幕墙 缺失结构胶选材的关键技术参数。经验算，北京地区玻璃表面1570温差变化条件下，该幕墙必须选用变位能力大于 4的结构胶； 该建筑幕墙已有密封失效水蒸气进入中空玻璃内部的记录，湿气对粘接界面的侵蚀可直接诱发玻璃脱胶坠落； 该开启窗密封粘接中空玻璃的结构胶外露，使用年限已 12 年，长期经受外部雨淋、光照等环境的侵蚀，结构胶的性能及承载能力劣化。3. 隐框玻璃幕墙设计执行中空玻璃产品标准不当 隐框玻璃幕墙设计未执行 JGJ 102 规范对中空玻璃的技术规定，片面采用中空玻璃产品标准规定的粘接尺寸，按极限承载状态计算设定结构粘接的安全承载面积。 未执行 JGJ 102 规范对隐框幕墙中空玻璃应采用硅酮结构胶粘接的规定，错误采用聚硫密封胶。 必须强调：普通门窗或明框安装中空玻璃由框架支撑，作用在外片玻璃上的水平荷载直接由玻璃传递到框架上，二道密封胶粘接宽度应按产品标准 GB11944 规定为 57mm，对变位能力也不要求（图 4），但隐框幕墙粘接安装的中空玻璃完全依靠结构粘接固定，二道密封胶要保证密封，作用在外片玻璃上的外加荷载要通过胶层向结构框架传递（图 5），忽视结构胶必需的粘接面积，就要承担承载能力不足导致脱胶的风险。此外不能，误将 JGJ102 规定“隐框幕墙中空玻璃应用硅酮结构密封胶粘接”仅理解为要求采用结构胶，如果不进一步按规范验算结构胶粘接宽度，验算结构胶的变位能力（值），同样要承担承载能力不足的风险。目前隐框幕墙中空玻璃粘接潜在的这类设计风险较为多见。中空玻璃GB11944 标准的粘接尺寸隐框幕墙中空玻璃的荷载及变位4. 中空玻璃内渗油污染并诱发粘接失效 某高层建筑写字楼 2007 年施工，隐框玻璃幕墙中空玻璃于 2008 年秋开始内部渗油流油并逐渐扩大，导致工程无法交付验收。初步勘察：a) 中空玻璃内出现油迹，向阳面油迹扩展面积大并可见一道密封的丁基胶溶解、溃烂形成的黑色污迹；开启窗中空玻璃胶缝积灰呈油泥沉积；b) 施工现场见幕墙玻璃接缝密封用硅酮密封胶的包装标识为多个厂家产品，这些品牌密封胶均为低档产品；c) 密封胶与硅酮结构密封胶产地不属同厂家。原因分析： 误用了掺有白油的结构胶； 玻璃接缝密封胶为低档产品，胶内掺加的白油 能够透过结构胶、溶解丁基胶并在中空玻璃内表面渗流扩散。现场访察： 外片玻璃坠落的中空玻璃已更换； 玻璃接缝衬垫的泡沫条凸起，局部密封胶层厚薄不均匀，密封施工外观粗糙； 白油渗出，玻璃接缝密封胶表面呈现皱裂，胶层刚硬，易剥落； 访问供方，该胶掺石蜡油适用于卫生洁具，低廉价格（7 元/只）是幕墙用胶的 1/3； 中空玻璃结构胶粘接宽度 6mm, 过于狭窄； 耐候胶与结构胶供方非同一厂家； 必须强调说明石蜡油及其对硅酮结构胶的危害： 白油又称液体石蜡，微量添加可改善橡胶制品工艺性及表面光泽。硅酮密封胶基础聚合物 能同白油物理混溶，聚合物交联固化后将离析白油； 石蜡油能渗透胶层，引起溶胀、软化、粘接能力下降，可诱发粘接玻璃脱胶； 硅酮密封胶中掺入白油可减少聚合物有效成分用量并提高矿物粉剂填充量，成倍降低产品成本。这类产品可从外包装上识别不按标准标识产品级别代号；实验室研究证明白油对硅酮密封胶的物理力学性能及耐久性损害极大，门窗、幕墙及墙体工程应禁止采购该类密封胶。5. 玻璃幕墙耐候胶开裂、结构胶老化变硬 某八十年代建成的标志性高层建筑玻璃幕墙，近年发现玻璃接缝硅酮耐候开裂、渗水（图9），采样中发现硅酮结构胶硬度高达 60，稍加弯曲力即行开裂，呈现为严重硬化状态（图10），拉伸 10的应力超过 0.4Mpa, 为结构胶强度设计值的 2 倍，粘接结构在设计位移下已不适于继续承载，应高度关切该幕墙玻璃粘接结构潜在的脱胶坠落风险。具体原因有待深入勘察和分析。初步估计选用的硅酮结构胶耐老化性能低下，不应历时 20 年就丧失弹性。 图 老化变硬的硅酮结构密封胶 图 幕墙玻璃耐候胶开裂6. 玻璃脱胶坠落预警检查的困惑 幕墙玻璃脱胶坠落事故勘察的顾忌事故一旦发生，业内知情甚少；业主、幕墙承包方及相关供方多忌讳媒体；业主对玻璃坠落事故是否再发生，期望专业人员勘察提供技术支持，但仅限内部交流，难以系统检验和科学分析。；玻璃结构粘接安全性检测缺失技术手段。分析某省建设厅颁发的“既有建筑幕墙安全维护管理实施细则”（下表）可见，目前的方法停留在感官定性检查上，结果难以对结构可靠度做出量化判定和科学评估。技 术 要 求检 查 方 法抽样数1、胶体不应起泡、开裂；观察 手试 尺量必要时应用专用仪器测定结2、结构胶应与相接触材料相容，不与基材分离；构胶的邵氏硬度3、胶体应有弹性，无明显老化（干硬、龟裂、属于隐蔽的项目，必要时应打5%粉化）现象；开检查结构胶承载能力应采用专用4、结构胶的宽厚尺寸应符合设计要求；加载装置进行检测（作者注：缺5、结构胶的承载能力不应有明显的下降。失具体方法）7. 结语 建筑玻璃幕墙已经历强台风极限荷载状态考验，证明隐框玻璃幕墙的安全可靠性优于明框玻璃幕墙，更优于普通建筑外窗填充墙。目前发生在非极限承载状态的玻璃脱胶，暴露出潜在于粘接设计及施工环节的问题，特别是隐框幕墙中空玻璃更为突出。随既有幕墙使用年限的增长，潜在因素导致玻璃脱胶坠落的事故频度可能会增长，必须引起业内关注。了解了事故或隐患产生的原因，就可以有针对性地进行防范，减少隐患，避免事故的发生。（1）尽可能避免采用全隐框玻璃幕墙，尤其在高层、超高层建筑上的运用。（2）如果建筑设计坚持采用全隐框玻璃幕墙，应在玻璃面板上设置安全扣，防止长期荷载作用、施工质量问题、正常老化等因素引起结构胶失效，避免面板整体脱离。（4）严格按规范要求设计隐框玻璃幕墙的面板承重托条。（5）合理设计面板的分格尺寸。面板尺寸越大，受荷载作用越大，玻璃越厚，自爆率越高。同时，面板自重越大，对结构胶的要求越高。（6）合理设计结构胶尺寸，正确选用胶的品种。（7）合理设计开启扇的连接构造，选用合适的五金件，并增设护边材料，防止结构胶失效后面板整体脱落。（8）合理选用结构力学模型及构造措施，避免玻璃应力集中。（9）选用半钢化玻璃、均质钢化玻璃、超白玻璃，降低玻璃的自爆率。（10）选用钢化夹胶玻璃。由于胶片的存在，即使发生自爆或外力作用下产生破碎，玻璃碎片也能粘结在胶片上，不会发生坠落现象。（11）加强玻璃原片生产商的质量控制，采取措施降低钢化玻璃的自爆率。（12）加强玻璃深加工厂商的质量控制，确保中空玻璃合片结构胶以及夹胶玻璃组片胶的产品质量和加工质量。（13）加强结构胶生产商的质量控制，确保结构胶质量可靠。（14）严格控制结构胶注胶工艺，确保注胶、养护条件符合规范要求，不到养护时间不得出厂安装。（15）结构胶注胶前必须进行相容性试验、混匀性蝴蝶试验、拉断试验，试验合格后方可批量加工。（16）安装玻璃幕墙的建筑合理设置裙楼、绿化带、连廊、防护顶棚等，组成一个安全缓冲带，保证玻璃幕墙一旦出现问题发生坠落，通过缓冲带降低伤害。（17）加强设计图纸审查工作，严格按照国家标准、规范开展幕墙施工图专项审查。（18）成立相关的产品质量检验机构，严格杜绝不合格产品流入市场。（19）严格按图施工，不得偷工减料、偷梁换柱、以次充好，保证施工质